耐压罐的制作方法

文档序号:19816089发布日期:2020-01-31 19:10阅读:320来源:国知局
耐压罐的制作方法

本发明涉及一种具有复合材料罐壳体的耐压罐。



背景技术:

耐压罐是用于包装具有正压的介质,或者是在存储、运输或使用过程中可能产生正压的介质的罐。

因此,本发明涉及一种流体容器,特别是一种饮料容器,该容器还可以用于排放罐装饮料,例如碳酸矿泉水、甜饮料、能量饮料或啤酒,因为作为一个特殊特征,该容器对于这些目的是足够耐压的。根据设计,它适用于具有甚至更高内部压力的所有种类的喷雾罐。此外,本发明涉及一种工业制造和物流方法,利用这种饮料罐,便于饮料灌装,特别是容器的现场灌装,并且可以根据需要生产,优选与现有灌装设施同步生产。这节省了大量的空间和存储成本,并且不依赖于空瓶交付。优选地,用于引入这种新的流体容器或饮料容器的传统罐灌装装置将不必改变它们的罐灌装设施,而是可以继续无缝地使用它们。方便了它们自己的罐生产,并且为此所需的空间是先前对于空铝罐的后续灌装而言必不可少的缓冲存储所需的空间的一小部分。

根据目前的实践,铝罐在合适的位置集中生产,并以空置的方式送到各种罐填料装置。就必须在现场运输大量的空瓶进而大量的空气,这一点没有什么意义。因为罐填料装置在充装时必须总是具有足够库存的空瓶以安稳地避免阻碍,所以它们被迫维护具有足够空间的大型仓库并且支出相应的资金负担。然后罐在现场灌装并通过灌装装置操作进行封盖。

在包装工业中,已知多层包装具有纸或纸板包装材料,其各层直接或倾斜地围绕心轴的纵向方向卷绕,并因此具有沿包装壳体的纵向延伸的自身接合区域、或沿包装壳体的纵向螺旋延伸的自身接合区域。这些包装可以具有内部阻隔层,该内部阻隔层在其两个边缘的接合区域中具有密集的折叠接缝。纸板和纸材料通常用作复合材料层。这样的罐壳体迄今已经用于一般的包装目的,例如用于包装粉末,例如洗涤剂、可可粉或用于小吃,例如脆片,其中就食品而言,阻隔层保护食品免受来自外部的液体和气体的进入,并且防止液体和气体从食品或从包装套的内部逸出。

同时,有许多用于食品和饮料的具有由复合材料制成的罐壳体的复合包装。然而,它们在抗压强度领域达到了它们的极限,使得它们还未用于加压介质,特别是碳酸饮料。尽管在专利文献中提出了由用于碳酸饮料的复合材料制成的这种罐壳体,例如在wo9959882a9和ep0101139a2中,迄今为止市场上还没有这种产品。也许因为在所提出的罐壳体和/或成品罐中,不能实现充分的抗压强度,或者因为这些所提出的罐壳体和/或成品罐相对于常规饮料罐、特别是铝罐没有竞争力。

wo9959882a9中描述的用于碳酸饮料的包装的缺点是它们具有特殊形状,一方面这需要它们自己的灌装和密封设施,并且另一方面偏离了消费者所熟悉的饮料罐形式。

ep0101139a2中描述的用于碳酸饮料的包装的缺点是它们具有特殊形状,一方面这需要它们自己的灌装和密封设施,并且另一方面这偏离了消费者所熟悉的饮料罐形式,特别是在底部和盖子的区域中。

从de202007010192u1中,已知一种用于碳酸饮料的复合罐,其壳体主要由纸或纸板材料构成,其中,壁厚为0.5545mm。de202007010192u1的缺点在于,壳体由在其自身重叠的两侧上涂覆的厚硫酸盐板组成,这导致形成了与壳体的其余部分相比宽很多的部段。另一个缺点是层压结构的内边缘和外边缘的横向边缘是暴露的,因此必须进行附加的密封,例如通过胶带。

在wo2012155890a1中,描述了一种碳酸饮料包装,其具有由复合材料制成的壳体,其中,该壳体主要由纸或纸板材料组成。罐的复合壳体的壳体厚度(或层厚度)为0.5-0.8mm,其中,阻隔膜的厚度为50-120μm。wo2012155890a1的缺点是整个层压结构自身重叠,产生了与壳体的其余部分相比宽很多的部段。另一个缺点是层压结构的内边缘和外边缘的横向边缘是暴露的,因此必须进行附加的密封,例如通过胶带。

从us3687351a1中已知一种用于碳酸饮料的复合罐,该复合罐的壳体主要由纸或纸板材料组成,其中,该壳体厚度为约0.48mm,其缺点在于该层结构是具有约25μm层厚度的厚铝层。

us4642252描述了一种具有复合壳体的碳酸饮料包装,其中,壳体可以主要由纸或纸板材料制成。根据图1、8和9的示范性实施例的壳体厚度在每种情况下约为900μm,即0.9mm。us4642252的缺点在于,最内层、即阻隔层是螺旋卷绕的,这增加了其折叠接缝的长度。

在us4766019中,提出了一种用于碳酸饮料的罐,其具有由多层塑料层制成的壳体。壳体的壳体厚度(或层厚度)在一个示例性实施例中给出为22密耳,即约0.56mm。在us4766019中陈述了壳体厚度应当小于30密耳(0.762mm),使得塑料壳体可以用常规铝盖封闭。缺点在于,壳体完全由塑料制成,这似乎持久性不强。us4766019中的最内部阻隔层被挤压在心轴上。

us4181239a还示出了具有塑料壳体的罐,其中不利的是罐壳体完全由塑料层构成。在us4181239a中,记载了壳体厚度应当在85和770μm之间,优选在100和400μm之间。

根据现有技术,显然已经认识到,罐壳体必须不超过一定厚度,以便它仍然可以用传统铝罐的标准铝罐盖封闭。其次,显然已经认识到,至少在多个卷绕的单片层的罐壳体中,罐壳体不应该在其圆周上的层厚度方面显现任何大的偏差。为了实现这一点,最内层被设计成可以从us4181239a、us4766019和us4642252中得到的薄塑料膜或由不同塑料膜和可能的铝箔的层压结构制成。在us4642252中还提出了,由塑料膜和铝箔制成的阻隔层压结构的螺旋形折叠接缝通过纸制的中间层层压而成。

已经被证实为不利的是,在由卷绕的单片层制成的纸或纸板复合罐的情况下,在塑料膜和任选的铝箔的阻隔层压结构与随后的纸或纸板材料层之间的维持作用对于用作加压介质、特别是碳酸饮料的包装来说是不够的,这可能导致引发泄露的损坏,特别是在折叠接缝的区域中的损坏,而这又导致罐壳体由于纸或纸板材料的潮湿而撕裂或爆裂。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种用于加压介质、特别是碳酸饮料的罐的、由复合材料制成的可销售的罐壳体,其能够可靠地承受这种介质的存在的或可能存在的内部压力并且主要由纸或纸板材料组成。此外,流体容器应该能根据需求及时地并且在没有大的空间需求的情况下以低技术和能量成本在对罐的灌装操作中来生产,其中,其生产可以任选地与灌装设施实时连接。

为了实现该目的,提出了一种罐,其包含液体和/或气体介质,该液体和/或气体介质在运输或储存过程中可以具有正压或产生正压,其中,该罐的圆柱形罐壳体主要由纸或纸板材料组成并且包括至少两个卷绕层并且在底部用底部元件封闭,并且在顶部用盖子封闭,其中,该罐经受至少5巴的内部压力,其中,该罐壳体的最内层由直卷阻隔层组成,其具有在该罐的纵向方向上延伸的折叠接缝,其中,阻隔层是由内部防扩散膜或内部防扩散阻隔层压结构与外部牛皮纸层制成的层压结构,其中,至少一个其他纸卷绕层或纸板材料存在于罐壳体的阻隔层周围,其中,阻隔层的纸板或纸表面与由纸或纸板材料制成的卷绕层彼此叠置地直接相互粘合,特别是胶合。

由于最内层是直卷的并且因此自身具有直线折叠接缝并且包含稳定的牛皮纸层,有利地实现了,这最内层、并特别是折叠接缝具有必要的稳定性以承受罐的高内部压力。

由于阻隔层形成为薄膜和牛皮纸的叠层,因此薄膜在折叠接缝区域不受力,因为张力是从牛皮纸中引出的,其中,拉伸力在直线折叠接缝的情况中有利地作用在在圆周方向上,并且没有在罐的纵向方向上引入额外的力,就像在最内层或阻隔层螺旋卷绕的情况中一样。

由于最内层在外侧由纸材料组成并且下一层由纸材料制成的事实,这两种纸材料可以彼此直接粘合,特别是胶合,使得粘合剂可以渗透纸材料两侧的纤维,并且因此一个纸层的纤维通过粘合剂直接粘合到另一个纸层的纤维。这样的优点是,约束特别牢固,如果在纸材料之间存在塑料阻隔层,则不能以这种方式实现。因此,根据本发明的特征组合实现了将牛皮纸层的纸材料直接胶合在一起而不需要中间层、例如塑料膜,使得粘合剂可以渗入纸材料的纤维基质中,由此实现了牛皮纸层彼此与阻隔层的牛皮纸层的特别好的约束。据信,插入的塑料层由于它们的弹性和/或由于它们的流动性能而导致了层结构的弱化。

通过根据本发明的发明,实现了罐壳体可以在标准卷绕系统上生产,其中,坚固阻隔层作为阻隔膜和牛皮纸的叠层在卷绕心轴上以高速加工,因为与常规使用的纯膜或叠层相比,这明显更抗撕裂。

本发明采用与现有技术中已知的途径不同的途径,在现有技术中,使内部阻隔层尽可能薄,以使它们重叠,从而使壳体厚度的最大偏差保持较低。在本发明中,特意选择较厚的内部阻隔层,其中,其在折叠接缝的重叠区域中的较大厚度差的缺点被其在折叠接缝和整个层结构的稳定性方面的优点超额补偿,使得首次得到具有主要由纸板或纸材料形成的罐壳体的可销售罐。

阻隔层优选具有0.060mm至0.145mm的层厚度。阻隔层的牛皮纸层优选具有0.065mm至0.090mm的层厚度。阻隔层的牛皮纸层优选具有至少4.0kn/m的抗拉强度md和至少2kn/m的抗拉强度cd。优选地,防扩散阻隔膜或防扩散阻隔层压结构具有0.033mm至0.055mm的层厚度。

优选地,阻隔层压结构包括铝层和至少两个塑料层,其中,铝层存在于两个塑料层之间。

优选地,壳体的厚度在罐的圆周上是恒定的,或至少具有在至少一处升高的偏差,其中,该壳体在该最大升高位置处的厚度最大值是厚度恒定的壳体的其余部分厚度的160%的,并且绝对意义上的最大升高是290μm。

优选地,彼此分开卷绕的至少两个附加牛皮纸层安装在阻隔层上方。

优选地,所述至少两个牛皮纸层自身不重叠,或者在与其自身重叠的区域中具有厚度减小的至少一个边缘区域。

通过根据本发明的这个特征实现了,至少两个其他牛皮纸层在它们各自的与自身接缝或重叠区域中不引起层厚度增加或仅引起层厚度可容许的增加。

优选地,至少两个另外的牛皮纸层的相应层厚度分别选自140μm至175μm的范围。牛皮纸层的牛皮纸各自的抗拉强度优选为至少10kn/m(md)和至少5kn/m(cd)。

优选地,其他牛皮纸层和/或其他纸或纸板材料层各自纵向卷绕。优选地,它们的接合或重叠区域位于不同的外围区域,或者两个牛皮纸层的相互面对的接合边缘优选地彼此错开。

优选地,邻接阻隔层的牛皮纸层的接合或重叠区域相对于阻隔层的折叠接缝错开。

较不优选地,由于更复杂的生产,邻接阻隔层的牛皮纸层可以设计成使得其在两侧连接阻隔层的折叠接缝,使得折叠接缝的加宽区域容纳在该牛皮纸层的接缝之间的间隙中。

优选地,罐具有从外部施加于牛皮纸层的外部密封层,其可以例如作为膜、层压结构或涂布纸存在。优选地,阻隔层、优选至少两个另外的牛皮纸层以及优选还有外部密封层在卷绕系统上,被连续地生产以形成中空管,从该中空管中切断出单独的中空筒。

或者,至少两个牛皮纸层的最外层可以在卷绕之前作为牛皮纸层和阻隔膜的层压结构存在,其中,阻隔膜在卷绕发生之后位于复合罐壳体的外侧上。

复合罐壳体外侧上的外阻隔膜或外密封层可以是允许湿气从罐壳体逸出但不允许湿气从外侧进入罐壳体的半透膜。

复合罐壳体外侧上的外阻隔膜或外密封层的材料可以是可回收的或可再生的pe、可生物降解的pe、evoh或其它已知的阻隔材料。

在一个可选实施例中,仅在切割单个中空体之后进行外密封层的附接。这可以通过将外部的防潮材料的管套拉到各个中空体上并将它们固定到中空体上来实现。优选地,由收缩薄膜形成的收缩管被拉过圆柱形中空体并通过加热以及相关的直径减小而形成在罐壳体上。优选地,中空体的两个切割边缘被管套覆盖,使得湿气不能渗入其中。壳体或收缩管的放置有利地在单个中空体的两个端部形成到外部之前进行。可以在模制中空体的端部之前或期间将壳体或收缩管胶合或成型到中空体上。

在切出各个中空体之后,也可以通过涂覆它们或通过用薄膜包裹它们来施加外密封层,在这种情况下,中空体的两个切割边缘也优选地被涂层或膜覆盖。

如果层结构的外侧已经在卷绕系统中密封,中空体的两个切割边缘上的层结构由于所使用的材料、特别是胶及其施用量而不能充分干燥时,在切断各个中空体之后施加外部密封层是特别有利。

作为薄膜形式的外部阻隔层的替代方案,至少两个牛皮纸层的最外层可以在卷绕之前就已经在后一外侧上的一侧上涂覆有阻隔材料,例如涂料。

较不优选地,诸如涂料的阻隔材料可以在生产之后施加到中空管或分离的中空筒的外部。

例如,水性聚合物涂料或uv涂料可用作涂料。

优选地,例如通过施加带或膜,或者通过涂覆阻隔材料(例如涂料、防水胶或液体塑料)来密封各个中空筒的切割边缘,在该切割边缘上暴露牛皮纸层的纸材料。特别优选地,切割边缘通过浸渍,即通过在切割边缘处施加渗透或稍微吸入牛皮纸层的纤维基质中的液体来进行密封,从而在牛皮纸中形成耐液边缘区域。如果罐的最外层具有一个(在重叠的情况下)或两个(在对接接缝的情况下)暴露的纵向吸收边缘,则也可以使用这种浸渍。

对于浸渍,优选使用水溶液或乳状液形式的聚合物混合物。

优选地,各个中空筒的切割边缘向外弯曲,以便于放置底部元件和盖,或者改进底部元件和盖在中空筒上的约束。

通过本发明,实现了用铝罐的标准盖封闭罐壳体,并且在铝罐的标准灌装中,灌装和封闭罐也是可能的,因为罐壳体不超过必需的最大层厚度,并且在折叠接缝的区域中,阻隔层仍然具有允许的壳体厚度偏差。

以前,在相关工业中主要保留的是,对于由可降解的非金属材料制成的罐,不能实现所需的抗压强度,至少不能永久地和不够安全地实现所需的抗压强度。然而,经过几年的发展,现在已经有可能生产出具有足够抗压强度的这种容器,该容器仍然可以根据市场进行设计并且可以无缝地集成到用于下游罐的灌装系统中。

对于饮料的灌装装置,罐可以在对现有工厂没有或相对少的转化工作的情况下进行加工,使得产品转化的阈值显著低于用于加压介质(特别是碳酸饮料)的复合材料中的、需要全新的制造、灌装和密封系统的阈值。

由于较低的壳体厚度和至少相似的形状,罐与铝罐在视觉上和触觉上更相似,使得消费者在第一次观察时不会认识到任何差异或者不对新型包装存有质疑。

有些令人惊奇的是,已经发现,如果卷绕心轴根据待生产的罐成形或确定尺寸,则根据本发明的容器的中空筒可以在用于卷绕由纸或纸板材料制成的一般包装体的工厂中生产,使得生产成本和机械开发工作可以较少。

有利地,对于中空筒的生产,当根据本发明的罐壳体的各层围绕心轴供给并优选地在整个表面上胶合在一起时,已知的卷绕心轴系统可以与圆形卷绕心轴一起使用,因此,对于根据本发明的罐壳体的生产,可以使用连续操作的标准设施,而几乎不需要进行改造。需要根据本发明的罐的圆形结构,使得它可以用标准罐盖进行封闭,并且圆筒比其它形状更耐压,例如具有圆角的近似矩形体,这对于一般包装目的是非常常见的。

有利地,通过根据本发明的复合罐壳体结构,可以在工厂生产气密容器,该容器先前用于包装传统消费品。令人惊奇的是,已经表明,通过使用由本发明优选厚度范围内的牛皮纸层和阻隔膜或阻隔层压结构制成的阻隔层,可以有利地提高已知设施的操作速度,因为防止了阻隔膜或阻隔层压结构在心轴处的伸长,这在直卷时比螺旋卷绕时强得多。

折叠接缝可通过将阻隔层的两个边缘折叠背离卷绕心轴并以薄膜对薄膜的方式将它们焊接在一起,然后将焊接的边缘折叠到阻隔层的一侧上并将它们粘合到阻隔层本身的牛皮纸层上而产生。可替代地,根据一个未经测试的变体方案,折叠接缝还可以通过以下方式形成:首先将阻隔层在其自身的一个边缘处卷绕,并且因此将牛皮纸层胶粘或粘附到牛皮纸层上,并且之后,在卷绕心轴上,将阻隔层的未卷绕边缘(阻隔膜面朝下)焊接或胶粘到折回边缘的阻隔膜上。

结果,两种方法都实现了具有相同构造的密集折叠接缝。

已经证实,现有技术中已知的各层的至少轻微错位是合适的,以便不产生在将重叠区域进行重叠的情况下存在的任何结构弱化。在根据本发明的层结构的优选至少两个另外的牛皮纸层中,可以有利地在层的边缘处设置倒角或台阶,使得至少两个牛皮纸层自身重叠,但是重叠区域不会导致层厚度的增加。

代替在心轴的纵向方向上卷绕至少两个其他牛皮纸层以及阻隔层,至少两个其他牛皮纸层也可以围绕直卷的阻隔层倾斜地卷绕,其中,可以发生牛皮纸的边缘区域的移位区域和倒角或分级。至少两个另外的牛皮纸层的倾斜卷绕可以在相同的方向上针对每一层进行,或者彼此相对地进行。然而,这种具有倾斜卷绕的另外的牛皮纸层的变型具有缺点,即牛皮纸层的接合区域或重叠区域与阻隔层的纵向接缝相交,其结果是在这些位置处可能产生弱点。在相反卷绕的情况下,至少两个牛皮纸层的接合区域或重叠区域也相交,使得在那里也可以产生弱点。

因此,优选地,至少两层牛皮纸层也被直卷。

已经证明有利的是,除了已知的心轴卷绕系统之外,还另外提供用于冷却心轴的冷却装置。心轴优选设有防粘表面。通过冷却和/或防粘表面,可以省去润滑剂的使用,或者可以至少限制它们的使用。

在本发明中特别重要的是阻隔层,一方面,由于该阻隔层一定不能太厚,否则折叠接缝将过于厚,这会导致盖和底部元件的区域中的蠕变泄漏,导致加压罐随后爆裂,因为牛皮纸层的强度在与湿气接触时大大降低。另一方面,阻隔层一定不能太薄,使得其承受住作用在折叠接缝区域中的张力,从而没有蠕变泄漏。作用在折叠接缝的内间隙上的压缩力通过阻隔层的重叠区域的180°折叠转换成作用在罐的圆周方向上的张力,这些张力被直接彼此胶合的阻隔层的牛皮纸层的区域吸收。

可以提供源自本发明的较不优选的或可能有利的修改,因为其使用层压有塑料(尤其是pe)的纸或牛皮纸幅,而不是在一侧或两侧上的牛皮纸层,并且通过焊接在一起的两层的相邻塑料层将各层连接在一起。因此,至少一个层将具有外部pe膜并且至少一个另外的层将具有内部pe膜,当这些层被施加时,特别是在卷绕机中的心轴上,特别是通过超声波焊接,这些pe膜被焊接在一起。当然,具有塑料-塑料(pe-pe)焊接的所有层可以固定在一起。尽管在本申请中没有要求保护该替代实施例,但是由于假设由于阻隔层的更大的层厚度和层相对于彼此的较差保持,这不是有利的,如要求保护的替代实施例,也明确地提出和公开了该未要求保护的替代实施例。为了实现该替代实施例,理论上可以在本说明书的至少一个或所有部分中用塑料膜代替胶,其中提到了用于粘结两个表面的胶,这两个表面在每种情况下被层压到以将其他方式被粘结并焊接在一起的表面上。pe-pe焊接在饮料纸箱的制造中是常见的,其中饮料纸箱具有缺点,即它们不适合于碳酸饮料或不适合于具有或发展出强正压的介质。饮料纸盒的层结构(阻隔层(pe或pe-alu-pe)-纸-塑料层(pe))理论上可以用作具有罐头层的最里面的纵向接缝(与饮料纸盒中通常的内部条带简单重叠,或折叠接缝),以便在其上卷绕具有内部塑料层(pe)和外部纸板或纸层的至少一个另外的层,其中该层结构的最外层具有,例如由pe制成的外部阻隔层。然而,与常规的饮料纸盒不同,层结构可以是圆柱形的并且用合适的封闭元件(罐底和罐盖)封闭,而不是在端部将层结构焊接到自身上。

附图说明

本发明基于附图进行说明:

图1:示出了根据第一实施例的呈饮料罐形式的根据本发明的流体容器的分解视图。

图2:示出了穿过图1中的由两层制成的饮料罐的大幅放大示出的示意性截面图。

图3:以大幅放大的层示出了穿过根据的第二、三层实施例的饮料罐的示意性截面图。

图4:示出了穿过饮料罐的示意性截面视图,该饮料罐具有一个第一层,该第一层在其内侧上具有一个阻隔层,其中该层的两个边缘区域与卷绕重叠,被引导到外侧,然后与这些阻隔层焊接在一起,然后借助于胶施加在该卷绕层上并且变得胶粘。

图5:示意性地示出了圆柱形罐壳体的制造过程。

图6:示意性地示出了罐壳体边缘的弯曲。

图7:示意性地示出了封闭元件的布置。

图8:示出了具有基于硅酮的密封环的直径区段中的预成形轮廓的另一个变体;

图9:示出了成品罐的纵向截面正视图,其中卷边的紧密边缘位于底部和盖子上。

图10:示意性地示出了根据本发明的用于灌装纸板或纸复合罐壳体和/或铝罐壳体的设施的第一部分。

图11:示意性地示出了根据本发明的用于灌装纸板或纸复合罐壳体和/或铝罐壳体的设施的第二部分。

图12:示意性地示出了根据本发明的用于灌装纸板或纸复合罐壳体和/或铝罐壳体的设施的第三部分。

图13:示出了穿过根据本发明的圆柱形罐壳体的特别优选实施例的纵向截面。

图14:示出了穿过根据本发明的圆柱形罐壳体的特别优选实施例的纵向截面的详细视图中的层结构。

图15:以穿过阻隔层的纵向折叠接缝的横截面的详细视图示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构。

图16:示出了穿过根据本发明的具有阻隔层和两个牛皮纸层的圆柱形罐壳体的替代实施例的纵向截面。

图17:示出了穿过根据本发明的具有阻隔层和三个牛皮纸层的圆柱形罐壳体的替代实施例的纵向截面。

图18:示出了穿过根据本发明的具有阻隔层和四个牛皮纸层的圆柱形罐壳体的替代实施例的纵向截面。

图19:以穿过阻隔层的纵向折叠接缝的横截面的详细视图示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构,在外接缝上具有密封条。

图20:示意性地示出了牛皮纸层的可能重叠区域。

图21:以穿过阻隔层的纵向折叠接缝和外部阻隔层的重叠接缝的横截面的详细视图示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构。

图22:以穿过阻隔层的纵向折叠接缝和外部阻隔层的折叠接缝的横截面的详细视图示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构。

图23:以穿过阻隔层的纵向折叠接缝的横截面的详细视图示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构,在外接缝上具有密封条。

图24:以穿过阻隔层的纵向折叠接缝的横截面的详细视图示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构,其中外部阻隔层的接缝具有重叠密封。

图25:示出了根据本发明的具有用于密封外部纵向接缝的装置的卷绕设施的延伸部。

图26:示出了根据本发明的卷绕设施的延伸部,该卷绕设施具有用于在对折叠接缝进行折叠时引入粘合剂的装置。

图27:示出了根据本发明的圆柱形罐壳体的层结构,其具有外部阻隔层的对接接缝的热熔密封。

图28:示出了穿过折叠接缝的圆柱形罐壳体的未要求保护的层结构的纵向截面。

具体实施方式

在讨论各个附图之前,根据本发明的流体容器应该概括地描述:流体容器(特别是其作为饮料罐的设计)被设计为加压容器,并且为此目的具有中空圆柱形罐体,该本体包括用于接纳饮料的内部、底部构件和盖构件,其中,该底部构件封闭所形成的中空圆柱形罐体的第一纵向端部并且该盖构件封闭该中空圆柱形罐体的第二纵向端部。该罐体封闭至少一个卷绕的内部材料层和卷绕的外部材料层,即至少两个纸板复合材料或牛皮纸的包裹物或层,其中,这些层精确地延伸360°,或者在另一个实施例中,稍微延伸超过整个包裹物。具有正好一个包裹长度的层和具有稍多包裹长度的层的组合是可能的。这些层优选地垂直于待生产的罐体的轴线地卷绕,从而产生最大的抗压强度,因为此时必要的重叠并且因此接缝具有最小的长度。然而,卷绕带的纵向边缘连接在一起以形成紧密重叠和接缝的螺旋卷绕需要较长的接缝。这种卷绕也被称为螺旋卷绕,并且到目前为止它们被发现在圆柱形的台式炸弹或用于堆叠的薄片的容器上,或者被发现作为用于所有种类的其它合适货物的容器。根据本发明的耐压的并且优选地还有耐热的罐的卷绕的内部材料层具有轴向延伸的内部接缝并且由纸板复合材料或牛皮纸层形成,该纸板复合材料或牛皮纸层在面向罐内部的侧表面的一侧上涂覆有不透气和香味的阻隔复合材料,并且卷绕的外部材料层具有外部接缝并且由牛皮纸层形成,其中,通过重叠形成的接缝优选地相对于内部材料层的接缝关于罐的圆周错开。在存在第三纸板复合材料层的情况下,该第三纸板复合材料层的重叠或接缝优选地相对于该中心层的接缝再次关于罐的圆周交错。

利用这种流体容器,以结构简单的方式和低成本提供饮料容器或圆柱形饮料罐,其特征在于简单的结构和可再循环材料的使用。这样的饮料罐可以令人惊讶地被设计和制造成具有足够的耐压性,特别是通过由若干层和包裹物组成,使得它可以用于碳酸饮料以及用于非碳酸饮料并且可以经受高达11巴的压力,尽管它主要是由裸露的纸板复合材料生产的。除了最小的内部涂层或阻隔层之外,壳体主要由纸板材料或牛皮纸组成。这种饮料罐是食品安全的。根据本发明的罐体包括纸板或甚至纸,即牛皮纸,并且不再是铝。通过借助于阻隔复合物密封内部材料层,产生完美致密的抗蒸汽、香味、脂肪和氧气阻隔。该阻隔复合材料例如通过挤压机的热铸法施加。用于阻隔复合材料的材料是聚烯烃层和至少一层粘合剂。如果需要,可以另外使用铝层,在这种情况下,该最内层的总表面重量可以为约60g/m2至130g/m2。在另一个替代方案中,阻隔复合材料可以另外包含乙烯-乙烯醇共聚物层,由此可以实现50g/m2至100g/m2的总表面重量。

外部材料层的牛皮纸层优选在远离罐内部的一侧上涂覆有聚烯烃层。该聚烯烃层的克重为至少10g/m2且至多50g/m2,并由聚乙烯pe或聚对苯二甲酸乙二醇酯pet组成。已经发现理想的克重为20g/m2。在这种情况下,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯pet的有利阻隔效果。因此,这种饮料罐可以对保护环境和减少浪费做出重要贡献。

考虑到饮料罐用作包装并因此需要在外部标记内容物的事实,外部材料层的牛皮纸层形成在背离罐内部的外侧上的一侧上,以便以防水的方式印刷或涂漆。因此,可以获得在其上印刷或涂刷有广告消息的外表面。卷绕的内部材料层和卷绕的外部材料层优选地在整个表面上胶合在一起。这样,确保了接缝相对于罐的圆周保持相对错开,并且提高了抗压强度。

为了以环境友好的方式增加该流体容器或饮料罐的稳定性,有利的是,通过在卷绕的内部材料层和卷绕的外部材料层之间施加至少一个卷绕的中间材料层来制造三重包装,该中间材料层也由牛皮纸层形成,其中,内部材料层、至少一个中间材料层和外部材料层在整个表面上粘合在相对置的牛皮纸层上。该至少一个卷绕的中间材料层具有中间接缝,该中间接缝优选相对于该内接缝和该外接缝关于卷绕的圆周错开。内接缝、中间接缝和外接缝的交错布置被证实在用于灌装碳酸饮料的紧密性和耐压方面是特别有利的。

特别有利的是聚烯烃层的最内层与至少一层粘合促进剂的阻隔复合材料。为了在达到特别高的压缩强度时增加内部材料层的机械稳定性,对于11巴和更高的压力,阻隔复合材料可以另外包含铝层和至少60g/m2和至多130g/m2的总克重。然而,通过选择材料,流体容器的重量仅略微增加,而内部材料层通过适当选择材料而获得韧性。

或者,为了提高阻隔复合材料的机械稳定性,代替单层铝,可以另外使用乙烯-乙烯醇共聚物层,并且总克重为至少50g/m2和至多100g/m2。乙烯-乙烯醇共聚物还具有形成阻隔层所需的性质。在具有增加的机械稳定性的另一个可供选择的实施方案中,另外具有至少50g/m2和至多100g/m2的总克重的聚乙烯醇层可用作阻隔复合材料。在这种情况下,聚乙烯醇具有高抗拉强度和柔性。

考虑到流体容器的总重量较低,克重为至少60g/m2且至多180g/m2的牛皮纸层是合适的。底部元件和/或盖元件可以被制造用于金属罐的良好耐压性,金属罐优选地由铝制成,如常规的那样。

在下文中,将详细描述和解释各个附图。在图1中,根据本发明的饮料罐1形式的流体容器以示意性的单个部件图示示出。饮料罐1包括管段或中空圆柱形罐体2,其具有用于容纳饮料的罐内部3,以及底部元件4和盖元件5。底部元件4用于封闭罐体2的第一纵向端部6,其中,盖元件5用于封闭罐体2的第二纵向端部7。底部元件4和盖元件5优选地由金属制成,优选地由铝制成。该饮料罐1可以具有100mm至250mm的高度和35mm至600mm的直径,其中100mm的高度和45mm至70mm的直径是优选的。

图2示出了在横截面中具有两层罐体的第一变体方案,原则上示出了大幅放大的层。具有同轴的聚烯烃层作为阻隔复合材料的第一牛皮纸层18围绕中心圆柱形钢心轴围绕内层11卷绕,并且具有第一接缝15,卷绕方向上边缘被胶合或焊接。随后将第二牛皮纸层18作为外部材料层12卷绕到第一层11上,使得位于卷绕方向上的边缘焊接或胶合成罐体2的与接缝15相对的一侧上的接缝16,从而形成具有中空罐体内部3的罐体2。

在图3中,以贯穿罐体2的截面示出了饮料容器1的第二实施例,从而可以看出,图2的第一实施例的该第二实施例的不同之处在于,在该第二实施例中罐体2的结构具有三层材料11、14、12,而不是仅两层。以下描述适用于这两个实施例,并提到了这两个实施例之间的差异。

在图2和图3所示的两个实施例中,罐体2包括卷绕的内部材料层11和卷绕的外部材料层12。在根据图3的第二实施例中,存在另一材料层,即卷绕的中间材料层14,其布置在内部材料层11和外部材料层12之间。还可以在内部材料层11和外部材料层12之间布置多于一个的中间材料层14,其中已经表明,三个中间材料层14代表一种最大值,并且不需要进一步增加中间层的数量来增加稳定性。

内部材料层11、外部材料层12以及在第二实施例中的中间材料层14从材料纤维卷筒辊展开。然后,优选在机器中,打磨它们的边缘区域,使得它们形成倾斜表面或台阶,使得后面重叠的边缘区域不厚于纸板复合材料层本身的边缘区域。此后,材料纤维卷筒横向于它们的路线方向并且与罐体2成直角地围绕心轴23卷绕,用于生产罐体2和随后封闭的罐1。然后各个材料层的重叠边缘区域通过胶合以形状配合的方式彼此连接。因此,卷绕的内部材料层11具有内部接缝15,而外部材料层12具有外部接缝16。因此,在第二实施例中,中间材料层14具有中间接缝17。

为了流体容器、特别是饮料罐的功能和美观,有利的是,各个接缝15、16和可选地17不布置在相同的圆周位置上,如图3所示,而是布置在内部接缝15上、图2的第一实施例中的外接缝16和图3的第二实施例中的中间接缝17在材料层11、12和可选的14胶合在一起之后另外布置在不同的圆周位置上。如图2所示,无论内接缝15相对于外接缝16偏移180°,还是如图3所示,接缝15、16和17相对于彼此仅偏移大约15°,都不重要。有利的是,接缝15、16和可选地17布置成彼此相对错开并且不位于罐体2的相同圆周位置上。

作为基材,内部材料层11和外部材料层12分别由牛皮纸层18形成,其中,如果存在的话,中间材料层14由牛皮纸层18形成。在这种情况下,各牛皮纸层18优选具有至少40g/m2和至多180g/m2的克重,其中优选至少80g/m2和至多120g/m2的克重。作为替代的基材,还考虑了具有高抗拉强度的袋纸。

在两个实施例中,根据图2和图3,外部材料层12的牛皮纸层18在背离罐内部3的外侧表面的一侧上涂覆有聚烯烃层19作为阻隔复合物。外部材料层12的这种两层结构由虚线示意性地表示,其中,图2和图3的表示不反映实际层厚度。聚烯烃层19优选具有至少10g/m2且至多40g/m2的克重,其中优选20g/m2的克重。此外,聚烯烃层19可以具有或不具有半透性。作为聚烯烃层19(未示出)的替代方案,外部材料层12的牛皮纸层18可以在背离罐内部3的外侧表面上的一侧上印刷或涂漆。

此外,在两个实施例中,根据图2和图3,内部材料层11在面向罐内部3的侧表面上的一侧上涂覆有气密性和味密性阻隔复合材料20。同样,两层结构在各个图中由虚线示意性地表示。阻隔复合材料20本身优选是前后依次多层的并且包括聚烯烃层和至少一层粘合剂。此外,阻隔复合材料20可以具有铝层、乙烯-乙烯醇共聚物层或聚乙烯醇层。在附加铝层的情况下,阻隔复合材料20优选具有至少60g/m2且至多130g/m2,优选110g/m2的总克重。在乙烯-乙烯醇共聚物或聚乙烯醇代替铝的附加层的情况下,阻隔复合材料20优选具有至少50g/m2且至多100g/m2,优选70g/m2的总克重。

考虑到上述层结构,可以看出,在根据图2的第一实施例中,卷绕的内部材料层11和卷绕的外部材料层12在各个牛皮纸层18的相对侧表面上的整个表面上胶合在一起。在根据图3的第二实施例中,在相对的牛皮纸层18上的内部材料层11、中间材料层14和外部材料层12在它们的整个表面上胶合在一起。

总之,描述为饮料罐的该示例性流体容器主要由纸板材料制成,并且适用于非碳酸饮料和碳酸饮料。尽管其它形式在理论上也是可能的,例如5升啤酒桶的形状,但它优选是三件式线性制造的,主要用于均匀压力吸收圆柱形流体容器。流体容器分别包括由多层纸板和阻隔纸板复合材料制成的罐体2,优选由金属,优选铝制成的底部元件4,以及优选由金属,优选铝制成的盖元件5。盖元件5还设置有用于打开的已知装置,优选为拉环,其中可选择地设置允许重新关闭的装置。

为了生产,如图4和5所示,最内侧的卷绕、即用作阻隔纤维卷筒的最内层11围绕心轴23形成。在这种情况下,突出超过卷绕圆周的层边缘区域优选向外折叠,使得内部阻隔层例如pe彼此邻接。然后,通过感应或超声波焊接将两个边缘区域的这些阻隔层焊接在一起。此后,两个焊好的边缘区域一起在层的一侧枢转。因此,图像右手侧的边缘区域翻转180°。其牛皮纸表面与卷绕层的牛皮纸表面相遇,并且在枢转过程中形成的通道52被设置有胶22,使得两个焊接在一起的边缘区域牢固地粘合到卷绕层上并因此被密封。因此,纤维卷筒不具有用于这种胶合的接头对接头(jointtojoint)措施,而是有意地产生约8mm宽的三层重叠。因为通道52灌装有胶22,所以在随后的灌装过程中有效地避免了液体的输送。

如图5所示,纸板复合材料的下一层14围绕心轴23和现有层11同时卷绕并且在空间上稍微偏移,并且在此根据图4的形式来连接,并且下一层14通过粘结连接到其上。第二层14的边缘区域优选逐步地打磨,使得它们可以通过重叠部45彼此可靠地连接,并且该重叠部45被胶合以形成中心接缝17。在图5中,还示出了纸板复合材料的第三层12,即外层,也可以在时间上和局部上非常小幅错开地围绕中间层14进行卷绕,并且也可以粘合正向重叠部以形成外部接缝16。最外层可涂覆有外部材料,例如具有非常细的孔的层,使得水蒸气可从罐体逸出,而相反地,水蒸气不可能渗入罐中。该涂层优选为聚乙烯pe、聚丙烯pp或聚对苯二甲酸乙二醇酯pet。最外面的接缝16可以用由pe、pp、pet制成的具有/不具有粘合剂或粘合剂的密封条(虚线所示)密封,并且根据其具有或不具有热量的形式来施加该密封条。代替将条带46粘附到在心轴23上移动的所得连续管27上,最外层的接缝16可通过热的液体pe密封。

对于由纸板复合材料制成的罐的工业生产,材料以各自具有涂层的牛皮纸的预制板的形式成卷地提供,材料从这些板展开并供给到图5所示的卷绕装置。在图5的示例中,例如,三个卷将作为待卷绕的三层11、14和12的纤维卷筒存在。在展开之后,优选地,纤维卷筒14、12的边缘区域通过机器打磨以产生倾斜表面44或台阶21。主要是这些辊,连同胶以及底部元件和盖元件,它们可以被供应到用于生产流体容器的罐灌装装置,但是不制造空瓶并且因此没有更笨重的货物。

在提供给卷绕装置之前,纤维卷筒11、14、12在其平坦侧之一上涂覆有粘合剂,优选为胶。

此后,如图5所示,单独层11、14、12的“连续”纤维卷筒,即首先形成最内层11的那些纤维卷筒,通过沿着固定的圆柱形钢心轴23进料和拉动到而围绕钢心轴23由机器站卷绕。材料纤维卷筒在钢心轴23和多个相邻辊(未示出)之间延伸,每个辊具有u形横截面。对于最内层11,向外突出的边缘的焊接发生在其阻隔层处,如图4所示。然后,卷绕成管的最内层11前进到钢心轴23的另一部分上。接触辊(未示出)支撑供给到心轴23上的最内层11,并且在其上方,通过感应或超声波产生的焊缝被折叠和挤压,使得其结合到最内层11的纸板复合材料的外侧。然后完成的最内层11被传送到心轴23上。

接着,将中心层14局部地施加到最内层11之后的同一机器上的最内层包装材料或层11上。倾斜表面44,优选地切割成台阶21或该中心层14的纵向边缘,通过心轴23的卷绕而重叠,并通过先前施加的胶胶合。最后,外层也同时施加,并且局部微幅地缩回到先前卷绕层14上。

然后,由纸板复合材料制成的管27,其由粘结的三个层制成并如图5所示,被送至切割装置26,例如如图5所示的钟控前后切断机,该切割装置在所需位置将管27切割成管段28。切割不仅可以用优选移动的切割机进行,而且可以用已知的多旋转刀片机器进行。在这种情况下,具有几个旋转刀片的托架与连续管27一起以生产速度移动,因此可以在一次操作中切割几个管段28。在切割之后,罐段28优选通过热通道以去除胶。热量可以以各种方式产生。优选热空气。

在将管段28切割成所需长度之后,根据所需的罐体积,管段28的开口端部的两个切割边缘由机器以凸起的形式形成。为此,旋转展开工具从两侧插入开口端部。图6示出了这种展开的可行方案。罐体2插入具有倒圆角的内变缘51的中空筒48中。利用绕轴线50旋转的钢辊49,该弯曲的内边缘51缩进,其中,轴线50移动,从而限定出锥形壁。钢辊49在弯曲边缘51上以一个或多个道次滚动罐体2的上边缘部分,并稍微展开各层。如图7所示,得到凸起。切割边缘优选在梳理之后密封,或者通过用分散粘合剂例如液体聚乙烯pe或分散粘合剂或其它合适的快速凝固和食品级粘合剂涂漆来进行铺展,使得水分不能渗入牛皮纸层的内部,因为随后的灌装不可避免地发生在潮湿的气氛中。然后再次加热处理切割边缘以最小化固化时间。为此,此时优选红外辐射。此后,这些管段28在运输装置中成排地布置在竖直位置,然后穿过圆盘传送带30,如图10所示,机器32在圆盘传送带上启动隔离的封闭元件,例如底部元件4,从供给料斗31开始,在每个管段28的敞开的顶侧中,并且在径向方向上以紧密密封的方式围绕开口管段28的边缘区域形成封闭元件的径向向外的底边缘的外边缘区域。

图7示出了紧密卷曲底部元件4或盖元件5形式的封闭元件的过程。底部元件和盖元件可以是标准底部或标准盖,其用于密封常规铝罐,然后可以用相同的机器组装。底部元件4或盖元件5由铝制成并且具有径向突出的边缘区域41,即突出超过罐体2的直径的区域。具有边缘区域41的底部4或盖元件5通过机器与罐体2的边缘区域42重叠。此后,通过机器32进行卷曲,为此目的,机器32将悬臂式双层部分41、42,即,罐体的边缘部分41与边缘部分42一起卷曲,即,将其卷曲大约360°或更多,产生致密成形的接缝。如图7所示,罐体2的切割边缘是由防潮材料构成的密封件37。盖元件5或底部元件4通常具有复合材料38,其是弹性密封材料,其施加在突出边缘区域41的面向罐体2的边缘区域42的区域中。

优选地,复合材料38从盖元件5或底部元件4的卷边39的内侧(边缘的最外侧向下曲率)延伸到盖元件40的肩部40,其中,复合材料38至少部分地在肩部40的高度上延伸并且至少部分地超过卷边39的内径。优选地,复合材料38至少在肩部40的一半高度上延伸。

图8示出了可选的底部或盖4,其在此以直径截面示出。如图所示,基于硅树脂的密封环47插入到由其形成的向下敞开的通道中。然后用相同的机器将盖安装在常规铝罐中。硅酮密封件提供了额外适当的密封性,并且重叠区域向内卷起在一起。

图10示出了具有圆盘传送带30的旋转传送机32,如上所述,旋转传送机将底部元件安装在罐体上并且将底部元件的边缘与罐体边缘的卷曲。然后,如图11所示,单侧开口的管段28落入输送通道中,使得它们现在的开口侧朝上。然后,它们通过转盘灌装站33,该转盘灌装站以限定的灌装量灌装每个管道部分28。最后,如图12所示,在底部封闭的灌装后的管段28穿过圆盘传送带34,在其上,机器35从供给料斗36将具有拉环封闭件的单个盖元件5插入到每个灌装管段28的开口顶侧中,并且转而以密封方式围绕开口管段28的边缘区域卷曲出盖元件5的在径向方向上径向突出的边缘。

灌装和密封的容器1在后面呈现为如图9所示,其中其以沿着其纵向轴线的截面示出。可以看到罐体2和上下的凸缘43、盖5和底部4以密封方式固定。

在图13中,以穿过圆柱形容器的纵向截面示出了特别优选的罐壳体101。罐壳体101从内侧到外侧具有阻隔层102、内部牛皮纸层103、中心牛皮纸层104、外纸或牛皮纸层105和外部阻隔层106。

阻隔层102在圆周的一个点处具有在罐壳体101的纵向方向上延伸的折叠接缝,其中,在折叠接缝中,阻隔层102的三个层一个位于另一个之上。

在折叠接缝的区域中,罐壳体101具有最大厚度dmax,其大于罐壳体101的其余厚度d,即大于阻隔层102的厚度的两倍。因此,厚度差δd是阻隔层102厚度的两倍。

尽管厚度差在常规包装中几乎不起作用,但在耐压罐的情况下,重要的是罐是否在盖的区域中保持紧密,或者水分是否在厚度差的区域中(即,在盖和阻隔层102之间的折叠接缝的区域中)随时间渗透牛皮纸层103。根据现有技术,已经尝试使阻隔层102尽可能薄,或者用中间层隐藏其折叠接缝。折叠接缝的隐藏在程序上是复杂的并且可能导致弱点,因为在中间层的两个边缘之间存在大的间隙,折叠接缝位于其中。根据现有技术,阻隔层102还可以被设计为尽可能薄的膜,通常是塑料铝或复合膜,其缺点是它们的处理不太简单或较慢,并且它们本身具有低的强度,或者可能经受蠕变变形。

尽管现有技术如此,本发明提出,阻隔层102设计为牛皮纸层107和阻隔膜的复合物,或者设计为牛皮纸层107和多个膜层的阻隔层压结构108的复合物。尽管这不可避免地导致折叠接缝区域中厚度差的固有不利增加,但有利地使得阻隔层102能够更好地卷绕并且折叠接缝更稳定。

优选地,折叠接缝在罐壳体101的圆周方向上的重叠长度在1mm与6mm之间,特别优选地在2mm与4mm之间,特别是3mm。

在图14和15中,详细示出了特别优选的罐壳体101,其中阻隔层102示出为根据本发明的牛皮纸层107和阻隔层压层108的复合物。对于根据本发明的阻隔层102特别有利的是,在折叠接缝的生产过程中不会将外来材料粘合在一起,因为例如纸材料和塑料的非类型粘合通常需要更专用的粘合剂和/或更多的时间,并且导致比将纸粘合在纸上或将塑料粘合在塑料上更弱的粘合。

如图14和15所示,罐壳体101的最内层由层压在牛皮纸层107上的阻隔层压结构108形成。阻隔层压结构108和牛皮纸层107的粘结已经在圆柱形罐壳体101的卷绕之前发生。阻隔层102的材料优选以牛皮纸层107和阻隔层压结构108的复合材料的形式生产,随后卷绕成卷,然后提供为用于圆柱形罐壳体101的卷绕过程的卷。

在折叠接缝的区域中,阻隔层102自身具有三重重叠。因此,在折叠接缝的区域中,从内侧到外侧看,阻隔层压结构108之后是牛皮纸层107,其中这些在卷绕之前已经牢固地彼此结合。牛皮纸层107与另一牛皮纸层107邻接,其中这些牛皮纸层107优选正好在卷绕之前或卷绕期间彼此粘附,特别是通过胶合。另一牛皮纸层107之后是阻隔层压结构108,其中,这些在卷绕之前已经牢固地彼此连接。阻隔层压结构108之后是另一层阻隔层压结构108,其中,两层阻隔层压结构108在卷绕过程中彼此连接,优选通过焊接。另一层阻隔层压结构108之后又是牛皮纸层107,其形成折叠接缝的最外层。阻隔层102的外层因此由牛皮纸层107在整个圆周上形成。牛皮纸层107在外部未处理,即没有涂漆或层压,使得外部由牛皮纸材料形成。

在卷绕过程中,内部牛皮纸层103围绕阻隔层102的外侧放置,其中,不进行处理,即不在内侧和外侧上进行涂覆或层压。内部牛皮纸层103的内侧在其整个表面上与阻隔层102的外侧粘合,使得这里牛皮纸材料直接与牛皮纸材料粘合,使得胶可以渗入两层的纤维基质中,由此实现粘合剂粘合的特别高的最终强度。

较不优选地,也可使用其它粘合剂,例如热熔粘合剂或双组分粘合剂,其中热熔粘合剂的较低最终强度和加工双组分粘合剂的困难可被认为是优于胶或水基粘合剂的显著缺点。本文中的胶理解为粘合剂的水溶液。特别地,可以使用已知的纸胶。

较不优选地,可以使用两种或多种不同粘合剂的组合,其可以一起用于粘合两层,或者分别用于粘合不同的层。例如,热熔粘合剂和水基粘合剂可以并排施加在用于将两层粘合在一起的层上。

如图16所示,在卷绕过程中,至少一个另外的牛皮纸层104围绕内部牛皮纸层103的外侧放置,其中,不进行处理,即不在内侧上进行涂覆或层压。

使用至少两个牛皮纸层103、104比对于罐壳体仅使用较厚的牛皮纸层更复杂并且与更高的材料成本相关联;然而,有利的是,两个较薄的牛皮纸层可以在卷绕机上更快地加工,并且与使用较厚的层相比,罐体的稳定性甚至可以令人惊讶地提高。

优选地,使用两个牛皮纸层103、104和另外的纸或牛皮纸层105,如图13-15所示,其中,内部牛皮纸层103和每个中心牛皮纸层104在两侧上都未涂覆,并且外部纸或牛皮纸层105优选地至少在内侧上未处理或未涂覆。

特别优选的罐壳体的制造高度为130mm-150mm,外径为50mm-60mm,内径为48.6mm-58.6mm。

特别优选的密封罐具有如下尺寸:外部高度134mm,内部高度133mm,外部直径52.4mm,内部直径51.2mm,内部体积约270-275ml,灌装体积250ml。

如上所述,罐具有阻隔层102作为最内层,其由薄膜材料和牛皮纸形成。膜材料优选为包括铝箔和至少一个塑料膜的复合膜,它们一起形成阻隔层压结构108。阻隔层压结构108优选地具有铝箔,特别优选地具有6至9μm的层厚度,其存在于两个塑料层之间,使得阻隔层102从内部至外部具有塑料层、铝层、塑料层、牛皮纸的结构。

阻隔层压结构108优选具有塑料膜,优选pe、铝箔、优选surlyn形式的粘合促进剂、塑料膜、优选pe从内向外的结构。阻隔层压结构108的各层特别优选具有以下厚度:塑料膜10-25μm、粘合剂2-5μm、铝箔6.5-7.5μm、塑料膜10-25μm。

阻隔层压结构108优选具有30μm-55μm的厚度。阻隔层压结构108具有特别优选的厚度35-50μm,特别是40-45μm。优选地,阻隔层压结构108的克重为45-75g/m2,特别是50g/m2-65g/m2

阻隔层102的牛皮纸层107优选具有60μm至90μm的厚度。阻隔层102的牛皮纸层107特别优选具有70-85μm的厚度。阻隔层102的牛皮纸层107优选具有40g/m2至80g/m2,特别是50-70g/m2,特别是60g/m2的克重。

阻隔层102具有90μm至145μm的优选层厚度。阻隔层102具有110-135μm的特别优选的层厚度。

牛皮纸层107的牛皮纸的抗拉强度md优选为至少4kn/m,特别是至少5.0kn/m。牛皮纸层107的牛皮纸的抗拉强度cd优选为至少2kn/m,优选至少2.5kn/m。

在阻隔层102的第二实施例中,其从内部到外部具有带有如下层的阻隔层压结构108的结构:热密封涂料形式的塑料层,优选pet;铝箔形式的铝层;粘合剂形式的塑料层和由牛皮纸制成的牛皮纸层107。牛皮纸层107的牛皮纸优选具有40g/m2的克重。热密封漆优选具有1.6g/m2的克重、铝箔、7.7μm的层厚和20.8g/m2的克重,以及粘合剂的塑料层、2g/m2的克重。总之,该阻隔层102具有约60μm的层厚度和约65g/m2的克重。

阻隔层102沿纵向卷绕在心轴上以形成折叠接缝,从而形成管状体,阻隔层压结构108的内塑料膜面向心轴,牛皮纸层107背离心轴。

下一层,即内部牛皮纸层103,特别优选具有125g/m2的克重、大于12kn/m的抗拉强度md和0.160μm的厚度。牛皮纸两面都未处理。优选地,内部牛皮纸层103具有95g/m2至135g/m2的克重和/或大于10kn/m2的抗拉强度和/或0.140mm至0.175mm的厚度。

牛皮纸层通过卷绕在阻隔层102的管状体上而直接且完全地结合到阻隔层102的牛皮纸层107,特别是通过胶合。

为了胶合,优选以10-25g/m2,特别是15-20g/m2的量将胶,优选聚乙酸乙烯酯施加到阻隔层102的外侧或内部牛皮纸层103的内侧。

下一层是中心牛皮纸层104,例如具有125g/m2的克重、大于12kn/m的抗拉强度和0.160mm的厚度。牛皮纸两面都未处理。优选地,中心牛皮纸层104具有95g/m2至125g/m2的克重和/或大于10kn/m的抗拉强度md和/或0.140mm至0.175mm的厚度。

该中心牛皮纸层104通过将其包裹在阻隔层102和内部牛皮纸层103的管状本体周围而直接且整体地结合到下面的内部牛皮纸层103,特别是通过胶合。

为了胶合,胶,优选聚乙酸乙烯酯,优选以10-25g/m2,特别是15-20g/m2的量施加到内部牛皮纸层103的外侧或中心牛皮纸层104的内侧。

由图16所示的这三层形成的罐壳体101的厚度d优选为378-495μm,特别是430-460μm。厚度差δd优选在196μm和290μm之间,优选220-270μm。在折叠接缝区域,罐体的厚度dmax优选为650-730μm,其中dmax约为相邻罐壳体101厚度d的150%。

优选地,罐体具有由外层纸或牛皮纸层105形成的第四层。外层纸或牛皮纸层105优选具有80-130g/m2,特别是100-120g/m2的克重。外纸或牛皮纸层105优选具有70-120μm,特别是90-110μm的厚度。

外部纸或牛皮纸层105在卷绕装置中施加在中心牛皮纸层104上,并且优选用胶,优选聚乙酸乙烯酯,以优选10-25g/m2,特别是15-20g/m2的量粘附到整个表面上。

罐壳体101由阻隔层102、内部牛皮纸层103、中心牛皮纸层104和外纸或牛皮纸层105(没有阻隔层106)组成,如图17所示。罐壳体的厚度d约为550μm,其中,在折叠接缝的区域中,最大厚度dmax为800μm,其对应于相邻罐壳体101的厚度d的约145%。厚度差δd约为250μm。由阻隔层102、内部牛皮纸层103、中心牛皮纸层104和外纸或牛皮纸层105组成的罐壳体101优选具有500-650μm,更优选550-620μm的总厚度。由阻隔层102,内部牛皮纸层103、中心牛皮纸层104和外纸或牛皮纸层105组成的罐壳体101优选具有大于300n/15mm,特别是大于350n/15mm,即大于20kn/m,特别是大于23kn/m的抗拉强度cd。优选地,由阻隔层102、内部牛皮纸层103、中心牛皮纸层104和外纸或牛皮纸层105组成的罐壳体101的克重为至少400g/m2,特别是至少450g/m2

优选地,该外部牛皮纸层105在面向罐外侧的一侧上设置有外部阻隔层106,例如单层阻隔膜,具有或不具有针孔(pinhole),优选具有15g/m2克重和/或15微米厚度的聚乙烯(pe),或者涂覆有清漆。

或者,外层可仅由阻隔膜形式的外部阻隔层106组成,具有或不具有针孔,优选具有25g/m2的pe。在这种情况下,可以调节内部牛皮纸层103和第二牛皮纸层104的材料厚度,从而保持罐壳体的总材料厚度。

根据罐的高度和直径,设想中心牛皮纸层104的数量可以大于1,例如,对于具有245mm高度和175mm直径的罐,优选两个中心层的数量,如图18所示。在每个牛皮纸层103、104、105的优选厚度为0.160μm和阻隔层102的厚度为127μm的情况下,例如得到767μm的总厚度d。

根据罐的高度和直径,可以假设内部牛皮纸层103、中心牛皮纸层104和外部牛皮纸层105具有更大的强度,例如在具有h:245mm和d:175mm并且每个厚度为265μm的罐的情况下。例如,在阻隔层102的厚度为127μm的情况下,使得的总厚度d变为922μm。

增加层数优于增加层的厚度,因为对于较薄的层,可以获得相对于所用牛皮纸的总克重更高的加工速度和更高的罐体稳定性。

作为用于牛皮纸层107和牛皮纸层103、104、105的牛皮纸的抗拉强度md和克重的商,抗拉强度指数md优选在70-120nm/g的范围内。

作为用于牛皮纸层107和牛皮纸层103、104、105的牛皮纸的抗拉强度cd和克重的商,抗拉强度指数cd优选在35-70nm/g的范围内。

所用牛皮纸的抗拉强度指数md优选大于80nm/g。抗拉强度指数md特别优选大于100nm/g。

所用牛皮纸的抗拉强度指数cd特别优选大于40nm/g。抗拉强度指数cd特别优选大于50nm/g。

除了牛皮纸层107之外,层结构优选包括至少两个具有特定抗拉强度指数md和cd的另外的牛皮纸层103、104。牛皮纸层107或另外的牛皮纸层103、104中的至少一个也可以由具有特定抗拉强度指数md和cd的另一种纸板材料形成。牛皮纸与常规纸的区别在于较大的抗拉强度指数md(machinedirection,纵向),特别是cd(crossdirection,横向)。

优选地,牛皮纸层107和牛皮纸层103、104的牛皮纸是未漂白的。外部纸或牛皮纸层105的纸或牛皮纸可以被漂白,这对于在其外侧印刷图案是有利的。外部纸或牛皮纸层105可以在卷绕之前已经印刷有产品设计,并且这种印刷可以有利地存在于纸或牛皮纸层105与外部阻隔层106之间。切割装置26中的切割然后相对于印刷对准。

图19示出了根据本发明的罐壳体101的特别优选结构的横截面。在该结构中,内部牛皮纸层103和中间牛皮纸层104具有倾斜形状的侧边缘,使得与相应纤维卷筒材料相对的层的两个边缘彼此重叠,但在重叠区域中没有或基本上没有增加层的层厚度。作为倾斜形状的替代,其它形状的边缘也是合适的,例如阶梯形边缘或互锁边缘,如图20所示。一般而言,牛皮纸层103、104、105中的至少一个的两个边缘中的至少一个优选地设置有使得两个边缘的重叠区域的厚度减小的形状。特别优选地,牛皮纸层103、104、105中的至少一个的两个边缘具有这样的形状,使得重叠边缘的厚度等于层本身的厚度。特别优选地,最里面的牛皮纸层103具有这样的结构。优选地,至少一个现有的中心牛皮纸层104具有这样的结构,特别优选所有现有的中心牛皮纸层104。

如图19所示,外部牛皮纸层105的边缘优选在接头处相遇,其中通过施加pe、pet或pp的条带109(也称为条带)在接头处密封间隙,或者在罐体形成之后通过喷头施加密封材料。外部牛皮纸层105的邻接边缘是有利的,因为所产生的间隙更规则并且因此视觉上吸引人,并且不存在外部牛皮纸层105的边缘区域的层厚度的减小,这种减小对于来自外部的机械效应将更不稳定。

不太优选地,内部牛皮纸层103的边缘和/或中间牛皮纸层104的边缘可以在连接处相遇,其中,将认定这会不利地影响层结构的稳定性。

为了生产根据本发明的罐壳体101,阻隔层102首先在卷绕机的心轴的纵向方向上作为纤维卷筒材料供给,并且在心轴的纵向方向上进一步移动。两个边缘围绕心轴形成,使得这些边缘在心轴的另一侧相遇,并且心轴现在由纤维卷筒材料封闭。

为了产生折叠接缝,阻隔层102的纤维卷筒材料的两个边缘优选彼此相邻地焊接到阻隔层压结构108上。为此,两个边缘远离心轴弯曲,布置在彼此的顶部并焊接。在焊接之后,将两个焊接在一起的边缘翻转到一侧,使得焊接在一起的边缘与它们的牛皮纸层107一起靠置在围绕心轴的阻隔层102的部分的牛皮纸层107上,其中该牛皮纸层107中的至少一个已经设置有胶以牢固地粘结两个牛皮纸层107。然而,优选地,阻隔层102,即牛皮纸层107,在其外侧没有胶。

因此,特别优选地,根据本发明的卷绕机是作为已知现有技术的改进而提供的,该卷绕机具有涂覆器,例如具有喷嘴111,该涂覆器以一种有针对性的方式将粘合剂(例如,胶或热熔粘合剂)涂覆到在折叠接缝区域中的牛皮纸层107的两个并列区域中的至少一个上。这在图26中示出。优选地,粘合剂由此被有意地引入到自由空间110中,当牛皮纸层107的边缘区域中以180°折叠相互焊接的边缘时,由于牛皮纸的刚性,会出现或可能出现这种情况。换句话说,优选将粘合剂施加到阻隔层102的向外突出的重叠部分的折叠部分上或至少靠近折叠部分,使得当重叠部分施加到阻隔层102上时,粘合剂在重叠部分和下面的圆柱形阻隔层102之间扩散。

这有利地防止空气被截留在该自由空间110中,这可能对罐壳体101的稳定性有不利影响。引入的材料、优选胶22以固化状态在180°边缘区域支撑牛皮纸层107,使得罐中产生的压力不会导致牛皮纸层107的纤维在弯曲位置撕裂。另外,罐的内部压力将加压层结构中的截留空气,这将导致截留空气中的压力从内部压迫层结构,或者将导致空气设法朝向由盖封闭的端部逃逸,这可能导致蠕变损坏。

可替代地,还可以通过首先将阻隔层102的纤维卷筒的边缘折回180°,然后将折回边缘的牛皮纸层107胶合到其下方的牛皮纸层107上来进行折叠。在这种情况下,也优选提供施加装置,例如喷嘴,其特别地将粘合剂引入到再折叠区域中的牛皮纸层107的至少一个相邻区域上,并且特别地也引入到其中由于牛皮纸的刚性,在牛皮纸层107折叠180°的过程中产生的自由空间110。在材料纤维卷筒的供给过程中,折回和胶合优选地在卷绕机的正前方发生。因此,围绕心轴放置的材料纤维卷筒在一侧上具有正常或单层边缘,并且在另一侧上具有通过将边缘折回在层本身上的双层,其中双边缘在背离心轴的一侧上包括阻隔层压结构108。在卷绕心轴处,具有面向外的阻隔层压结构108的双边缘现在首先从心轴的一侧施加并且随后从简单边缘区域的心轴的另一侧放置,其中围绕心轴的阻隔层压结构108面向心轴,使得其阻隔层压结构108搁置在弯曲边缘的阻隔层压结构108上并且焊接到其上。这种制造变型的结果同样是如图14、15、19和21-23所示的折叠接缝。

在下一步骤中,内部牛皮纸层103围绕阻隔层102放置,因为内部牛皮纸层103还优选地在卷绕机的心轴的纵向方向上作为纤维卷筒材料供给,并在心轴的纵向方向上进一步移动。内部牛皮纸层103的两个边缘围绕位于心轴上的阻隔层102形成,使得这些边缘在心轴的另一侧相遇,并且位于心轴上的阻隔层102现在被内部牛皮纸层103的纤维卷筒材料封闭。如上所述,内部牛皮纸层103的边缘优选彼此重叠,使得它们粘合在一起。内部牛皮纸层103在内侧设有胶,例如通过在纤维卷筒材料的供给过程中施加胶,其中当将内部牛皮纸层103配合或挤压到阻隔层102的牛皮纸层107上时,胶分布在层之间的整个区域上。

在接下来的步骤中,将0至优选地最多3个中心牛皮纸层104连续地铺设在内部牛皮纸层103周围,其中这些中心牛皮纸层也优选地作为纤维卷筒材料在卷绕机的心轴的纵向方向上供给并且在心轴的纵向方向上移动。每个中心牛皮纸层104的两个边缘围绕已经位于心轴上的牛皮纸层103形成,使得这些边缘在心轴的另一侧相遇,并且位于心轴上的牛皮纸层103现在被纤维卷筒材料封闭。如上所述,每个中心牛皮纸层104的边缘优选彼此重叠,使得它们粘合在一起。每个中心牛皮纸层104在内部设有胶,例如通过在纤维卷筒材料的供给过程中施加胶,其中当将中心牛皮纸层104匹配或挤压到牛皮纸层103上时,已经位于心轴上的胶被分布到层之间的整个区域上。

在下一步骤中,外部纸或牛皮纸层105围绕已经围绕心轴找到的外部牛皮纸层103、104形成,因为外部纸或牛皮纸层105还优选地作为纤维卷筒在卷绕机的心轴的纵向方向上供给并且进一步在心轴的纵向方向上移动。外部牛皮纸层105的两个边缘围绕已经位于心轴上的外部牛皮纸层103、104形成,使得这些边缘在心轴的另一侧相遇,并且已经位于心轴上的牛皮纸层103、104现在被纤维卷筒封闭。如上所述,外部牛皮纸层105的边缘优选地彼此不重叠,使得它们在接头处相遇。外部牛皮纸层105在内侧设置有胶,例如通过在纤维卷筒材料的供给过程中施加胶,其中当将外部牛皮纸层105匹配或挤压到位于下面的牛皮纸层103、104上时,胶分布在层之间的整个区域上。

如图19所示,外部牛皮纸层105可以优选地已经具有外部阻隔层106,即作为在一侧上涂覆的层压结构或纤维卷筒材料提供,使得其具有防液或拒液的外侧。例如,外部牛皮纸层105可设有防水或防潮印刷。

如果外部牛皮纸层105在供给过程中还没有防液或拒液外侧,则它可以在卷绕机中或卷绕机之后设置。例如,可以在外部牛皮纸层105周围施加防液或拒液膜或具有卷绕机的层压结构。例如,在卷绕之后,成形的中空筒可以喷涂或印刷防液或拒液物质,特别是涂料。如果用卷绕机将防液或拒液膜或层压结构施加到外部牛皮纸层105上,则该塑料侧膜或层压结构可焊接在塑料侧上以紧密地封闭外部牛皮纸层105。在薄膜的情况下,简单的重叠就足够了,如图21所示。在例如由薄膜和薄印刷或标签纸制成的层压结构的情况下,也可以在其上提供折叠接缝,如图22所示。如图23所示,阻隔层106也可以以印刷或标签层的形式至少在外部施加在外部牛皮纸层105上,然后用例如在其两个边缘的邻接区域中的胶合条109密封外部牛皮纸层105。

如果外部牛皮纸层105在进料过程中已经具有防液或拒液外侧,则在下一步骤中,外层的接合区域优选仍然密封在卷绕机上,例如通过施加作为液体的防液或拒液材料,或者条带109的形式,特别是胶带。如图19所示。

因此,外纸或牛皮纸层105或布置在其上方的另一层的外接缝可设计为折叠接缝,简单重叠或接缝(对接接缝)。对接接缝可通过热熔粘合剂、条或带或密封液体密封,其中这些装置优选在卷绕最外层之后和切割单个中空筒之前各自已经施加到卷绕机上。条带或带可以是自粘合的,或作为塑料存在,特别是pe条带,其通过超声波焊接固定。

优选地,如图25所示,热熔粘合剂112在具有喷嘴113的卷绕机中施加到位于心轴上的纸管上并移动通过喷嘴113。优选地,喷嘴垂直于对接接缝114的间隙定向,该对接接缝114沿施加在卷绕机中的最外层的纸管的纵向方向延伸。喷嘴113的横截面可以是圆柱形或矩形,并且具有直的或平坦的开口表面。

然而,优选地,从纸管的圆周方向看,喷嘴开口表面是凹形的,其适合于管的圆柱形形状,其中喷嘴的开口表面优选地与管具有均匀的距离。

优选在卷绕最外层之后将热熔粘合剂112直接施加到卷绕机上,其中最外层已经或具有致密的外部阻隔层106。施加热熔粘合剂112以密封最外层的吸收性切割边缘和/或密封沿着对接接缝114暴露的下面的牛皮纸层103或104。优选地,外层由吸收材料形成,特别是纸或牛皮纸,在其外侧提供有防潮材料,例如层压有防潮膜或涂覆有防潮物质。对接接缝114的间隙优选在包括0.5-4mm的范围内。热熔粘合剂112优选以在对接接缝114的间隙上突出的条带的形式施加,其中热熔粘合剂条带112的宽度优选比对接接缝114的间隙的宽度宽至少1mm,特别是宽至少2mm。例如,对接接缝114的间隙宽度为3mm,热熔带的宽度为6mm。热熔粘合剂112在加热状态下施加,例如在160℃-190℃下,并通过冷却硬化,直到各个圆筒被卷绕机的心轴23切割。这可以优选地由冷却装置,例如以鼓风机的形式支撑。图27示出了根据本发明的具有最外层对接接缝的热熔密封的示例性罐壳体101。通过阻隔层102的折叠接缝或anaconda密封、直接胶合的牛皮纸层103、104、外部阻隔层106和外层的密封对接接缝导致特别优选的罐体,因为对接接缝用粘合剂密封导致罐的非常平坦或均匀的外周。通过粘合剂或热熔粘合剂112在外部阻隔层106上形成的膜例如仅为0.05-0.1mm。也可以使用不同的纸或纸板材料,优选由回收纸或纤维材料制成或包含回收纸或纤维材料的纸或纸板材料来代替包括阻隔层106的外部牛皮纸层105。

图24示出了根据本发明的另一外层密封变体方案,其中,外部牛皮纸层105设有薄膜形式的外部阻隔层106,其中牛皮纸层105和薄膜作为层压结构存在,并因此作为材料纤维卷筒一起供给到卷绕装置。膜层被设计为在材料纤维卷筒的横向上比牛皮纸层105长,使得在一侧突出的膜层的边缘搁置在膜层的另一非突出边缘上,如图24所示。在这种情况下,可以将膜层的突出边缘熔化或焊接到不与牛皮纸重叠的膜层上,或者可以将粘合剂施加到重叠区域的下侧,特别是可活化的,特别是可热活化的粘合剂,用于将膜层粘合到其自身上。

在层被卷绕并结合成管状体之后,使用已知的切割机从心轴切割单个中空筒。

各个中空筒随后在其边缘区域的两端向上弯曲。

弯曲优选在5mm的长度范围内进行,其中外边缘向外弯曲2.5mm。从外边缘,向上弯曲区域优选地沿着半径优选为3-4mm,特别是3.3-3.5mm的圆形路径合并到未向上弯曲的壳体区域中。

切割的或已经弯曲的边缘优选地设置有密封液体,使得它们的吸收能力被湿气降低。这优选通过在弯曲过程中施加该密封液体来实现。或者,可通过施加带或收缩管来进行切割边缘的密封。

随后将弯曲并最终密封的中空筒转移到封罐机中,在该封罐机中,中空筒的第一端,优选下端用第一封闭元件封闭,例如首先用底部元件4封闭。底部元件4优选为常规铝罐的铝底部元件,其具有与本发明罐至少大致相同的体积或相同的直径。

此后,介质,特别是碳酸饮料,优选地以0.25升的量灌装在底部封闭的中空筒中。

灌装的中空筒随后在顶部用第二封闭元件25封闭,例如用盖元件5封闭。盖优选为常规铝罐的铝盖子,其具有与本发明罐至少大致相同的体积或相同的直径。

封闭和灌装优选在产量为80,000罐/小时的钟控设施上进行。

优选地,在卷绕机上每小时生产40,000罐体,这意味着成品管沿卷绕心轴方向的速度为约1.5m/s。通过镜像机器可以实现80,000罐/小时的期望的工艺输出,其中来自两个机器单元的带凸缘的罐体在罐底密封器的前面被集合在一起。

优选地,源自较慢卷绕系统的本发明的罐壳体2可以在相同的较快封闭和灌装设施处与常规铝罐壳体封闭在一起,并且更优选地具有相同的底部元件和相同的盖,并且没有再冷却或时间中断。这意味着卷绕系统的速度对于该过程不再是关键的,并且灌装设施可以独立于该过程以完全的过程性能操作。

根据本发明的复合罐和常规铝罐可以分批或交替地在同一设施中灌装和封闭,从而通过常规铝罐的生产来补偿单个卷绕设施的较低生产速度。例如,然后可以在工厂生产40,000罐/小时和40,000铝罐/小时,以便有利地在工厂同时和连续生产两种生产线,即环境友好的复合罐和经证实的铝罐。

可以精确地满足对根据本发明的复合壳体罐的需要并且使用标准罐的剩余容量,这对于产品引入是特别有利的,因为根据本发明的复合罐的销售最初不会导致常规灌装设施的完全利用。根据本发明的用于根据本发明的罐的灌装设施和常规铝罐的同时或顺序使用因此额外地降低了用于产品转化的进一步抑制阈值,因为铝罐可以继续生产并且只能逐渐地被复合罐替代至增加的比例。

在图10至12中,示出了根据本发明的灌装和密封设施,利用该设施,主要由纸或纸板材料构成的由复合材料制成的管段28和罐壳体101以及由铝或镀锡板制成的罐壳体117都被可选地灌装和密封。根据本发明的罐灌装和密封设施包括第一进料装置115和第二进料装置116,复合材料制成的罐壳体101设置有第一进料装置115、传统的罐壳体117设置有第二进料装置116。如图所示,进料装置115、116可以是线性进料装置,例如运输装置等。进料装置115、116也可以是将罐壳体101、117提升到运输装置119上的机器人或其它处理装置。在将复合罐壳体101和传统罐壳体117交替地放置在运输装置119上的机器人或其它处理装置的情况下,进料装置115、116也可以在完成两个任务的装置中实现。

在用线性运输装置进料的情况下,这些优选地由至少一个设定元件118控制,罐壳体101、117的进料装置115、116可以从该设定元件118到达系统的运输装置119,或者罐壳体101、117可以以该设定元件118的顺序和/或比率到达运输装置119上。

优选地,用于由复合材料制成的罐壳体101的进料装置115直接连接到这些罐壳体101的生产设施,其中缓冲区可以有利地布置在设定元件118的上游。较不优选地,罐壳体101可以分批地从制造设施输送到进料装置115并储存在那里。根据图13-24并且特别是27的替代实施例,这些罐壳体101特别优选地是根据本发明的罐壳体101。

从进料装置116,由铝或镀锡板制成的预制常规罐壳体117由仓库原料供应,因为这些罐壳体在灌装点的生产实际上是不可能的。

以优选可选择的比率从进料装置115和116传送到运输装置119的罐壳体101、117优选由该站输送通过系统的所有站。

第一站是第一封闭装置30,第一封闭元件例如底部元件4通过第一封闭装置30附接到两侧开口的罐壳体101、117。封闭元件的附接通过压接装置32来实现,压接装置32以压力密封的方式分别将封闭元件与罐壳体101、117压接。

一端封闭的罐壳体101、117由运输装置119向前输送至第二站,即灌装装置,其中罐壳体101、117在它们的路线上转动,使得罐的封闭端位于下方。未示出转动装置。

灌装装置优选地是圆盘传送带式灌装站33,其中在一侧封闭的多个罐101、117以重叠的方式灌装,特别优选地灌装有碳酸饮料,特别是强碳酸饮料,例如可乐或其他碳酸软饮料。

运输装置119将灌装的罐壳体101、117从灌装装置输送到第三站,该第三站是另一封闭装置34。

利用第二封闭装置34,第二封闭元件(例如盖5)连接到一侧开口的灌装罐壳体101、117。封闭元件的连接通过压接装置35来实现,压接装置35以压力密封的方式分别将封闭元件与罐壳体101、117压接。

第一封闭元件可以是底部元件4,第二封闭元件可以是盖子5,反之亦然。

第二封闭装置34之后最好是开关127,带有主要由纸板或纸质材料制成的罐壳体101的罐和带有由铝或镀锡板制成的罐壳体117的罐在分开的运输装置128、129上分开。或者,罐也可以通过机器人或其它处理装置从运输装置119中取出。此后,不同的罐各自被存储、分类或包装以便进一步运输。

或者,也可以一起进行包装,例如,在放置在运输容器中的两种类型罐的混合物中进行。有利地,这可以包装在已知的用于罐的塑料包装或纸板容器中,例如,三个传统的铝罐和复合壳体罐中,以使新包装的卫生消费者确信。由于不同罐的可选择的混合比,这可以理想地适合于普通的包装尺寸,例如刚刚描述的用于四包的3:1或用于六包的5:1,或用于货盘的23:1、20:4或18:6。

在工厂中连续加工罐壳体101、117的混合比也可以用于大块不同的罐壳体101、117,例如24个复合罐壳体101与240个常规氧化铝壳体交替进行,或者40,000个复合罐壳体101与40,000个氧化铝壳体交替进行。其中较小的块尺寸(一种类型的罐壳体的连续数目)的复合罐壳体101是优选的,因为这些复合罐壳体随后可以根据卷绕装置的速度被灌装,而在卷绕装置与灌装设施之间没有罐壳体101的大的储存。优选地,复合罐壳体101与氧化铝壳体的混合比为1:x,其中x大于或等于1,并且其中复合罐壳体101的块尺寸优选小于10,特别优选为1。特别有利的是,在复合罐壳体101的连续供给和灌装中,由此连接到灌装装置的卷绕装置可以连续工作,因为卷绕装置的较长停止是有问题的,因为已经施加的胶将在连接中空筒的层之前固化或者将阻塞施加器或喷嘴。

优选地,对于相同尺寸的所有类型的罐壳体101、117,在封闭装置30、34中仅使用一种类型的封闭元件。

较不优选地,为由纸板或纸复合材料制成的罐壳体101和由铝或镀锡板制成的罐壳体117提供所需混合比的各自的封闭元件。其优点在于,可以使用用于纸板或纸复合材料的罐壳体101的封闭元件,其特别适用于这种材料。

代替提供具有如图所示的一个进料装置单元的封闭元件,可以存在较少优选的两个进料装置单元,一个进料装置单元提供用于由纸板或纸复合材料制成的罐壳体101的封闭元件,而另一个进料装置单元提供用于由铝或马口铁制成的罐壳体117的封闭元件。如果不同的封闭元件或罐壳体101、117需要或有利于不同的压接装置,同样适用于压接装置32、35。不同的压接装置32、35可优选连续地设置在运输装置上,每个压接装置32、35仅封闭其所设计的那些罐壳体101、117。

不太优选地,不同罐壳体101的合并或分开也可以仅在灌装装置33之前或之后立即发生。这意味着已经在底部封闭的由纸板或纸复合材料制成的罐壳体101在灌装装置33之前立即从进料装置115供给到运输装置119,和/或开关元件127在灌装装置33之后立即从运输装置119排出灌装的罐壳体,用于在其自身的封闭装置中单独封闭。

实例1

利用图27的特别优选的层结构,生产了具有134mm的高度和52.4mm的外径以及250ml碳酸饮料的灌装体积的饮料罐。作为纸或牛皮纸层105,使用抗撕裂性较低、不含木材的纸,特别是lumiflextm110gsmstoraensoag,其在罐的后面的外侧上设置有pe涂层。饮料罐的顶部和底部用标准底部密封,铝罐的盖子用标准封闭设施密封。

所使用的层和所得层结构在下表中指定。

抗拉强度md(纵向)表示牛皮纸在罐壳体101的纵向上的抗拉强度,抗拉强度cd(横向)表示牛皮纸在罐壳体101的圆周方向上的抗拉强度。可以看出,所使用的纸层105的常规纸,特别是在横向(cd)上,具有显著较低的抗拉强度。

由于每层胶施加18g/m2的胶,因此与各层的总和相比,罐壳体101的整个层结构的克重增加。由于胶的三个全表面层,胶的施加量总计为54g/m2

作为阻隔层压结构108,使用具有25μm厚的pe塑料膜、7μm厚的铝箔、3μm厚的surlyn粘合剂和15μm厚的pe塑料膜的结构的叠层。

对于罐壳体101,通过将其切割成15mm宽的条来进行罐壳体圆周方向上的抗拉强度测量。利用该尺寸,测量374.3n/15mm的平均抗拉强度,其对应于25kn/m的抗拉强度。

这样制备的罐适于储存和运输碳酸饮料。

因此,根据本发明的容器的特别优选的层结构具有由阻隔层压结构107和牛皮纸层108制成的内部阻隔层102,该牛皮纸层108具有在罐的纵向方向上延伸的折叠接缝,在该内部阻隔层102上方具有两个卷绕的牛皮纸层103、104,每个牛皮纸层103、104在至少一边具有减小的厚度且在纸或纸板材料的卷绕层周围的接缝区域中具有在罐的牛皮纸层103、104的纵向方向上延伸的重叠接缝,该卷绕层在外侧上具有在该罐的纵向方向上延伸的外部阻隔层106以及形成对接接缝的间隙,该对接接缝是用热熔粘合剂密封的,其中这些牛皮纸层103、104的牛皮纸表面直接粘附到,特别是胶合到彼此以及到下面和上面的层。

根据本发明的罐的优点是可回收性和良好的生态评估。由于所用材料的罐类似于塑料涂覆的纸板包装,因此铝部件、纸层和塑料膜可以彼此分离并分离和分选,以便用类似于此的已知溶解方法再循环。特别地,可再生资源的高比例,特别是以纸的形式,使得罐优于由铝和/或塑料制成的罐。该罐的生态评估优于传统铝罐。

ifuu-institutfürenergie-undumweltforschungheidelberggmbh已经测定了本发明的具有330ml的罐的225kg/1000l的co2当量,而具有330ml的铝罐的co2当量已经测定为350kg/1000l。

图28示出了用于容纳液体和/或气体介质的罐1中的通过阻隔层的折叠接缝的罐壳体101的当前未要求保护的变体的纵向截面,该液体和/或气体介质可以具有正压或者可以在运输或储存期间发展,其中该罐的圆柱形罐壳体(101)主要由纸或纸板材料以及至少两个卷绕层组成,并且在底部用底部元件(4)封闭并且在顶部用盖元件(5)封闭,其中该罐(1)经受至少5巴的内部压力,其中

罐壳体101的最内层由具有沿罐1的纵向延伸的自密封接缝的直绕阻隔层组成,其中阻隔层是由内扩散密封膜或内扩散密封阻隔元件108、中心纸或优选牛皮纸层107和外牛皮纸制成的层压结构纸层115,其中由纸或纸或纸板材料制成的具有内部塑料层115的至少一个另外的卷绕层存在于罐壳体101的阻隔层周围,其中阻隔层102的邻接塑料层115和由纸或纸板材料制成的另外的卷绕层彼此直接焊接。

如果针对该变型提交分案申请,则前面的段落可以替代权利要求1,并且相应地可以通过用将层与两个相邻的焊接塑料层115结合来替代粘合剂或胶来修改从属权利要求。

具有内塑料层115的纸或纸板材料的另一个卷绕层也可以具有外塑料层115。

此外,存在一个至优选地最多两个另外的纸或纸板材料层,每个另外的纸或纸板材料层具有内部塑料层115和/或外部塑料层115,其中这些层中的相邻塑料层115被焊接在一起。

由纸或纸板材料及其塑料层115制成的另外的卷绕层又可以具有纵向接缝,优选地在其自身的重叠区域中具有减小的厚度。最外层也可以具有对接接缝,适当地密封间隙。

一层或多层或所有层的纸或纸板材料可以优选是具有可比较的抗拉指数md(纵向)和cd(横向)的牛皮纸或纸或纸板材料。

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